TRABAJO: Producto de la fuerza por el camino que recorre su punto de aplicación y por el coseno del ángulo que forma la una con el otro.ENERGIA: Capacidad para realizar un trabajo.POTENCIA: Cantidad de energía producida o consumida por unidad de tiempo.

Trabajo:Problema n° 1) Transformar 250 kgf.m a Joul y kW.h.

Desarrollo

1 kgf.m ® 9,807 J

250 kgf.m ®x = 250 kgf.m × 9,807 J/1 kgf.m

x = 2451,75 J

1 W = 1 J/s1kW = 1.000 J/s1kW.h = 1.000 J.3.600 s/s1kW.h = 3.600.000 J s/s1 J = 1kW.h/3.600.000

1 kgf.m ® 9,807 J/3.600.000

250 kgf.m ®x = 250 kgf.m × 9,807 J/3.600.000 kgf.m

x = 6,81.10-4 kW.h

Problema n° 2) ¿Cuántos kgf.m y Joul representan 25 kW.h?.

Desarrollo

1 kW.h ® 3.600.000 J

25 kW.h ®x = 25 kW × 3.600.000 J/1 kW.h

x = 9.107 J

1 kW.h ® 3.600.000 kgf.m/9.807

25 kW.h ®x = 25 kW.h × 9,807 × 3.600.000 J/1 kW.h

x = 9.177.118 kgf.m

Problema n° 3) Indicar cuántos Joul y kW.h son 125478 kgm.

Desarrollo

1 kgf.m ® 9,807 J

125.478 kgf.m

®x = 125.478 kgf.m × 9,807 J/1 kgf.m

x = 1.230.563 J

1 kgf.m ® 9,807 J/3.600.000

125.478 kgf.m

®x = 125.478 kgf.m × 9,807 J/3.600.000 kgf.m

x = 0,3418 kW.h

Problema n° 4) Indicar el trabajo necesario para deslizar un cuerpo a 2 m de su posición inicial mediante una fuerza de 10 N.

Desarrollo

L = F × dL = 10 N × 2 mL = 20 J

Problema n° 5) ¿Qué trabajo realiza un hombre para elevar una bolsa de 70 kgf a una altura de 2,5 m?. Expresarlo en:

a) kgf.m

b) Joule

c) kW.h

Desarrollo

a)

L = F × dL = 70 kgf × 2,5 mL = 175 kgf.m

b)

L = 175 kgf.m × 9,807 J/kgf.mL = 1716,225 J

c)

L = 175 kgf.m × 9,807 J/3.600.000 kgf.mL = 0,000477 kW.h

Problema n° 6) Un cuerpo cae libremente y tarda 3 s en tocar tierra. Si su peso es de 4 N, ¿qué trabajo deberá efectuarse para elevarlo hasta el lugar desde donde cayo?. Expresarlo en:

a) Joule.

b) kgm.

Desarrollo

L = F.d

En éste caso se trata de la fuerza peso, por lo tanto:

L = P.d

y al ser un movimiento vertical la distancia es la altura:

L = P.h

Mediante cinemática calculamos la altura para caída libre.

h = ½.g.t ²

h = ½ × 9,807 (m/s ²) × (3 s) ²h = ½ × 9,807 (m/s ²) × 9 s ²h = 44,1315 m

Luego:

a)

L = P × hL = 4 N × 44,1315 mL = 176,526 J

b)

L = 176,526 J/(9,807 kgf.m × J)L = 18 kgf.m

Cuestionario:

Pregunta n° 1) ¿Qué es el trabajo mecánico?.

Cuando un cuerpo se mueve una distancia d sobre una línea recta, mientras actúa sobre él una fuerza constante de magnitud F en la misma dirección del movimiento, el trabajo L realizado por la fuerza se define como:

L = F.d

Pregunta n° 2) ¿En que unidades se mide el trabajo?.

En el SI es el joule (J):

1 J = 1 N.m

En el sistema británico es la libra-pie (1 lb.pie).

Pregunta n° 3) ¿Cuáles son sus equivalencias?.

1 J = 0,7376 lb.pie

1 lb.pie = 1,356 J

Pregunta n° 4) Si se levanta un cuerpo desde el suelo, ¿hay trabajo?.

Si, es el trabajo de la fuerza peso.

Pregunta n° 5) ¿Las máquinas simples, realizan trabajo?.

Si, siempre que una fuerza se aplique a lo largo de una distancia hay trabajo. No confundir con el "momento de una fuerza".